(57)【要約】【課題】安価に製造でき、低背化された圧電振動子を提供する。【解決手段】圧電振動子１０は、圧電振動片１２をパッケージ３０に搭載した構成である。圧電振動片１２は、一方の面１４を平らに形成し他方の面１６を凸型にしたプラノコンベックスまたはプラノメサ形状になっている。また圧電振動片１２は、一方の面１４を下側、すなわちパッケージベース３４の底面３８に向けてパッケージ３０に搭載されている。なおパッケージベース３４の底面３８は、平らに形成されている。そして圧電振動片１２は、一方の面１４と他方の面１６を識別するために、各面１４，１６に形成される電極パターンが異なる形状になっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片をパッケージに搭載した圧電振動子において、
前記圧電振動片は、一方の面を平らに形成し、他方の面を凸型にしたプラノコンベックス型またはプラノメサ型であり、
前記一方の面を前記パッケージの底面に向けて前記圧電振動片を前記パッケージに搭載した、
ことを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記パッケージの前記底面は、平面であることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記圧電振動片の前記一方の面に設けられる電極パターンと、前記他方の面に設けられる電極パターンとは異なる形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記圧電振動片の前記一方の面と前記他方の面を識別する切り欠き部を前記圧電振動片に設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記圧電振動片の前記一方の面と前記他方の面を識別する記号を前記圧電振動片に設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記圧電振動片の前記一方の面に設けられる電極パターンの金属材料と、前記他方の面に設けられる電極パターンの金属材料とは異なることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子は、圧電振動片をパッケージに搭載した構成である。図６は従来技術に係る圧電振動子の説明図である。なお図６に示される圧電振動子では、バイコンベックス型の圧電振動片が用いられている。圧電振動片１には、フラット型やバイコンベックス型、バイメサ型が用いられている。圧電振動片１は、電気信号が供給されると振動が励起される。そしてバイコンベックス型やバイメサ型の圧電振動片１は、凸になった部分に励起された振動を閉じ込めることができるので、振動が圧電振動片１の支持部に伝わらず、フラット型に比べてクリスタルインピーダンス（ＣＩ）値を低下することができる。
【０００３】
またパッケージ２は、圧電振動片１が収容される凹部（第１凹部５および第２凹部６）を備えたパッケージベース３と、この凹部を気密封止する蓋体４を備えた構成である。バイコンベックス型やバイメサ型の圧電振動片１をパッケージベース３に設けられた第１凹部５の底面７に搭載する場合、圧電振動片１と底面７の距離を確保するために、第１凹部５の底面７にさらに第２凹部６を設ける必要がある。これは圧電振動子８に衝撃等が加わってパッケージ２に搭載されている圧電振動片１が振れると、圧電振動片１がパッケージ２に衝突してワレやカケ等のダメージが生じる虞があるので、圧電振動片１とパッケージベース３の衝突を防止するために第１凹部５の底面７に第２凹部６を設けて圧電振動片１とパッケージ２の距離を離している。
【０００４】
このようなパッケージベース３の内側に段差を設けて第１凹部５と第２凹部６を構成した圧電振動子８が開示されているものとして、例えば特許文献１，２が挙げられる。特許文献１には、凸レンズ状の圧電振動片が搭載されるパッケージベースの底面に凹陥部を設けたことが開示されている。また特許文献２には、一方の面が平面であり、他方の面の長手方向両端部にべべリング円弧形状が形成された水晶片を有する水晶振動子が開示されており、水晶片の他方の面が下側を向いて搭載されるパッケージベースの底面に、第２凹部を設けたことが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１５９９９７号公報
【特許文献２】特開２００５−３３３９０号公報（図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年は、多くの機器に対して小型化の要求があるので、この機器に搭載される圧電振動子に対しても低背化および平面サイズの小型化が要求されている。しかしながら前述した圧電振動子、すなわち圧電振動片をバイコンベックス型やバイメサ型にし、パッケージベースに段差を設けて第１凹部と第２凹部を形成した構成のものでは、パッケージベースに第２凹部を設けると厚くなるので、圧電振動子をより低背化できないという課題があった。
【０００６】
またパッケージベースの製造工程では、パッケージベースの底面に第２凹部を形成する工程が必要になるので、第２凹部を設けていないパッケージベースに比べて製造工程が多くなる課題があった。そしてパッケージベースの製造工程が多くなるため、また第２凹部を形成するために複数の部材を用いるために、パッケージベースが高価になるという課題があった。
本発明は、安価に製造でき、低背化された圧電振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧電振動子は、圧電振動片をパッケージに搭載した圧電振動子において、前記圧電振動片は、一方の面を平らに形成し、他方の面を凸型にしたプラノコンベックス型またはプラノメサ型であり、前記一方の面を前記パッケージの底面に向けて前記圧電振動片を前記パッケージに搭載した、ことを特徴としている。この場合、前記パッケージの前記底面は、平面であることを特徴している。なお前記圧電振動片は、前記一方の面および前記他方の面のそれぞれに電極パターンを備えている。
【０００８】
パッケージに搭載された圧電振動片の一方の面（下面）は平面になっているので、圧電振動片からパッケージの底面までの距離をあけることができる。したがって圧電振動片に衝撃等が加わって上下方向に振れても、圧電振動片がパッケージに接触するのを防止することができ、高信頼性の圧電振動子を得ることができる。またパッケージと圧電振動片のクリアランスを確保できるので、パッケージの底面を平らな形状にできる。したがって圧電振動子を低背化することができる。そしてパッケージの製造工程を少なくすることができるからパッケージベースを安価に製造でき、また圧電振動子も安価に製造することができる。
【０００９】
また前記圧電振動片の前記一方の面に設けられる電極パターンと、前記他方の面に設けられる電極パターンとは異なる形状であることを特徴としている。電極パターンの形状を複数の圧電振動片において同じにした場合、各圧電振動片を一方（他方）の面側から見ると、電極パターンの形状が異なっている部分はいずれの圧電振動片でも同じ位置になる。そして、仮に圧電振動片の表裏が異なっていると、この電極パターンの形状の異なっている部分は通常と違う位置に来ることになる。このため電極パターンの形状の異なった部分に注目することにより、圧電振動片の表裏を識別することができ、圧電振動片の向きを間違えてパッケージに搭載するのを防止することができる。
【００１０】
また前記圧電振動片の前記一方の面と前記他方の面を識別する切り欠き部を前記圧電振動片に設けたことを特徴としている。圧電振動片を一方（他方）の面側から見た場合、圧電振動片の表裏の向きが同じならば、いずれの圧電振動片でも切り欠き部の位置は同じ位置に来る。このため切り欠き部の位置に注目することにより、圧電振動片の表裏を識別することができ、圧電振動片の向きを間違えてパッケージに搭載するのを防止することができる。
【００１１】
また前記圧電振動片の前記一方の面と前記他方の面を識別する記号を前記圧電振動片に設けたことを特徴としている。圧電振動片を一方（他方）の面側から見た場合、圧電振動片の表裏の向きが同じならば、いずれの圧電振動片でも記号の位置は同じ位置に来る。このため記号の位置に注目することにより、圧電振動片の表裏を識別することができる。また記号として文字を用いた場合、文字の向きを判別することにより圧電振動片の表裏を識別することができる。これにより圧電振動片の向きを間違えてパッケージに搭載するのを防止することができる。
【００１２】
また前記圧電振動片の前記一方の面に設けられる電極パターンの金属材料と、前記他方の面に設けられる電極パターンの金属材料とは異なることを特徴としている。これにより、一方の面に設けられる金属パターンと他方の面に設けられる金属パターンの色は異なるので、色の違いを判別することにより圧電振動片の表裏を識別することができる。これにより圧電振動片の向きを間違えてパッケージに搭載するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る圧電振動子の最良の実施形態について説明する。まず第１の実施形態では、圧電振動子について説明する。図１はプラノコンベックス型の圧電振動片を用いた圧電振動子の説明図である。ここで図１（Ａ）は圧電振動子の断面図、図１（Ｂ）は圧電振動片の平面図を示している。
圧電振動子１０は、圧電振動片１２とパッケージ３０を備えた構成である。圧電振動片１２は、一方の面１４を平らに形成し、他方の面１６を湾曲させて凸型に形成したプラノコンベックス型である。この圧電振動片１２には、励振電極１８が両面に設けられるとともに、この振動片１２のある１つの辺の両端部に接続電極２０が設けられている。そして励振電極１８と接続電極２０が引き出し電極２２によって１対１に接続されている。
【００１４】
パッケージ３０は、パッケージベース３４と蓋体３２を備えている。このパッケージベース３４に凹部３６が設けられており、この凹部３６の底面３８は平らな形状となっている。また凹部３６の底面３８には、圧電振動片１２を搭載するためのマウント電極４０が設けられている。そしてマウント電極４０は、パッケージベース３４の裏面に設けられた外部端子４２と電気的に接続されている。このパッケージベース３４には、マウント電極４０上に導電性接合材４４を設けた後、マウント電極４０と接続電極２０を１対１に対応させて圧電振動片１２が搭載される。このとき圧電振動片１２は、一方の面１４を下側に向けて搭載される。
【００１５】
パッケージベース３４の上面には、凹部３６の周囲形状に倣う接合部材４６が設けられている。そしてパッケージ３０の上面に接合部材４６を介して蓋体３２が接合されて、凹部３６が気密封止されている。なお凹部３６は、不活性ガスや真空によって気密封止されていればよい。
【００１６】
このような圧電振動子１０によれば、パッケージ３０に搭載された圧電振動片１２の下面は平面になっているので、圧電振動片１２からパッケージ３０の底面３８までの距離をあけることができる。したがって圧電振動片１２に衝撃等が加わって上下方向に振れても、振れる範囲がバイコンベックス型の圧電振動片に比べて狭くなるので、パッケージベース３４の底面３８を平面形状にしてもパッケージベース３４に圧電振動片１２が接触するのを防止することができる。よって圧電振動子１０を低背化することができるとともに、高信頼性を維持することができる。
【００１７】
またパッケージベース３４の底面３８を平面にすることができるので、パッケージベース３４の製造工程において底面３８に第２凹部を設ける工程が必要なくなり、製造工程を少なくすることができる。そしてパッケージベース３４の製造工程が少なくなるため、また平らな底面３８を１つの部材で形成できるため、パッケージベース３４を安価に製造することができる。よって圧電振動子１０の製造工程を少なくすることができ、また圧電振動子１０を安価に製造することができる。
【００１８】
またプラノコンベックス型の圧電振動片１２は、凸になった部分に励振された振動を閉じ込めることができるので、バイコンベックス型の圧電振動片に比べてＣＩ値等が悪化することはなく、バイコンベックス型の圧電振動片と同等の性能を維持することができる。よって圧電振動子１０は、バイコンベックス型の圧電振動片を用いた圧電振動子と比べて性能を同等に維持することができる。
【００１９】
なお第１の実施形態で説明した圧電振動子１０は、プラノコンベックス型の圧電振動片１２を用いた構成であるが、この形態に限定されることはない。すなわち圧電振動片１２は、他方の面１６を凸型にしたプラノメサ型の圧電振動片やベベル加工が施された圧電振動片であってもよい。
【００２０】
図２はプラノメサ型の圧電振動片を用いた圧電振動子の断面図である。プラノメサ型の圧電振動片５０は、一方の面１４を平らに形成し、他方の面１６に段差を形成してメサ段部５２を設けた構成である。なおメサ段部５２は、導電性接合材４４によって圧電振動片５０が支持される側から離して形成された方が好ましい。この圧電振動片５０には、図１（Ｂ）と同様に、他方の面１６におけるメサ段部５２の上面と一方の面１４に励振電極１８が設けられるとともに、この振動片５０のある１つの辺の両端部に接続電極２０が設けられており、励振電極１８と接続電極２０が引き出し電極２２によって１対１に接続されている。このようなプラノメサ型の圧電振動片５０を用いた圧電振動子１０であっても、前述したプラノコンベックス型の圧電振動片１２を用いた圧電振動子１０と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
このようなプラノコンベックス型の圧電振動片１２やプラノメサ型の圧電振動片５０をパッケージベース３４に搭載する場合では、圧電振動片１２の一方の面１４を下側に向けてパッケージ３０に搭載しなければならいので、圧電振動片１２の表裏（一方の面１４と他方の面１６）を識別する必要がある。このため、以下の第２〜５の実施形態では、圧電振動片１２の表裏を識別する方法について説明する。
【００２２】
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、圧電振動片の一方の面に設けられる励振電極や接続電極、引き出し電極（電極パターン）の形状と、他方の面に設けられる励振電極や接続電極、引き出し電極（電極パターン）の形状を異なる形状にした構成について説明する。
【００２３】
図１（Ｂ）に示されるように、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられる引き出し電極２２ａの幅と、他方の面１６に設けられる引き出し電極２２ｂの幅を異なる構成とする。そして図１（Ｂ）では、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた引き出し電極２２ａが、他方の面１６に設けられた引き出し電極２２ｂに比べて太く形成されている。この場合、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた励振電極１８ａおよび接続電極２０ａと、他方の面１６に設けられた励振電極１８および接続電極２０ｂが同じ形状になっている。そして圧電振動片１２を上方から見下ろした場合、圧電振動片１２の一方の面１４が上側に向いていると、引き出し電極２２の太い側が常に一定の側にある。すなわち引き出し電極２２の太い側は、図１（Ｂ）に示される場合では常に図面の下側にあるので、この位置を確認することにより圧電振動片１２の表裏を識別することができる。
【００２４】
図３は圧電振動片に設けられる電極パターンの説明図である。図３（Ａ）に示されるように、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられる引き出し電極２２ａの形状と、他方の面１６に設けられる引き出し電極２２ｂの形状を異なる構成とする。そして図３（Ａ）では、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた引き出し電極２２ａが圧電振動片１２の長辺２４に沿って形成されており、他方の面１６に設けられた引き出し電極２２ｂが長辺２４に対して斜めになって形成されている。この場合、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた励振電極１８ａおよび接続電極２０ａと、他方の面１６に設けられた励振電極１８および接続電極２０ｂが同じ形状になっている。そして圧電振動片１２を上方から見下ろした場合、圧電振動片１２の一方の面１４が上側に向いていると、長辺２４に沿った引き出し電極２２ａが常に一定の側にある。すなわち引き出し電極２２ａは、図３（Ａ）に示される場合では常に図面の下側にあるので、これにより圧電振動片１２の表裏を識別することができる。
【００２５】
また図３（Ｂ）に示されるように、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられる接続電極２０ａの形状と、他方の面１６に設けられる接続電極２０ｂの形状を異なる構成とする。そして図３（Ｂ）では、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた接続電極２０ａが、他方の面１６に設けられた接続電極２０ｂよりも小さく形成されている。この場合、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた励振電極１８ａおよび引き出し電極２２ａと、他方の面１６に設けられた励振電極１８および引き出し電極２２ｂが同じ形状になっている。そして圧電振動片１２を上方から見下ろした場合、圧電振動片１２の一方の面１４が上側に向いていると、小さく形成された引き出し電極２２ａが常に一定の側にある。すなわち引き出し電極２２ａは、図３（Ｂ）に示される場合では常に図面の左下にあるので、これにより圧電振動片１２の表裏を識別することができる。
【００２６】
さらに図３（Ｃ）に示されるように、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられる励振電極１８ａの形状と、他方の面１６に設けられる励振電極１８の形状を異なる構成とする。そして図３（Ｃ）では、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた励振電極１８ａと、他方の面１６に設けられた励振電極１８に切り欠き２６が設けられており、この切り欠き２６は、一方の面１４（他方の面１６）から見るといずれも同じ位置に設けられている。この場合、圧電振動片１２の一方の面１４に設けられた接続電極２０ａおよび引き出し電極２２ａと、他方の面１６に設けられた接続電極２０ｂおよび引き出し電極２２ｂが同じ形状になっている。そして圧電振動片１２を上方から見下ろした場合、圧電振動片１２の一方の面１４が上側に向いていると、切り欠き２６が常に一定の側にある。すなわち切り欠き２６は、図３（Ｃ）に示される場合では常に図面の右上にあるので、これにより圧電振動片１２の表裏を識別することができる。なお切り欠き２６の形状や切り欠き２６を設ける位置は、図３（Ｃ）に示される形態に限定されない。
そして図１（Ｂ）および図３（Ａ）〜（Ｃ）に例示される電極パターンは、プラノコンベックス型の圧電振動片１２であっても、プラノメサ型の圧電振動片５０であっても適用することができる。
【００２７】
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、圧電振動片の一方の面と他方の面を識別するために、切り欠き部を圧電振動片に設けた構成について説明する。図４は圧電振動片に設けられる切り欠き部の説明図である。図４（Ａ）に示されるように、圧電振動片１２における外形形状のある１つの角部に切り欠き部６０が設けられている。そして圧電振動片１２を上方から見下ろした場合、圧電振動片１２の一方の面１４が上側に向いていると、切り欠き部６０が常に一定の側にある。すなわち切り欠き部６０は、図４（Ａ）に示される場合では常に図面における右上の角部にあるので、上下方向の中心を通る軸（長手方向の軸）に対して圧電振動片１２が非対称形状となり、圧電振動片１２の表裏を識別することができる。なお切り欠き部６０の形状や切り欠き部６０を設ける位置は、図４（Ａ）に示される形態に限定されない。この切り欠き部６０は、プラノコンベックス型の圧電振動片１２であっても、プラノメサ型の圧電振動片５０であっても適用することができる。
【００２８】
また図４（Ｂ）に示されるように、プラノメサ型の圧電振動片５０において、メサ段部５２のある１つの角部に切り欠き部６０が設けられている。そして圧電振動片５０を上方から見下ろした場合、圧電振動片５０の一方の面１４が上側に向いていると、切り欠き部６０が常に一定の側にある。すなわち切り欠き部６０は、図４（Ｂ）に示される場合ではメサ段部５２における右上の角部にあるので、上下方向の中心を通る軸（長手方向の軸）に対してメサ段部５２が非対称形状となり、圧電振動片５０の表裏を識別することができる。なお切り欠き部６０の形状や切り欠き部６０を設ける位置は、図４（Ｂ）に示される形態に限定されない。
【００２９】
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、圧電振動片の一方の面と他方の面を識別するために、記号（文字、模様等を含む）を圧電振動片に設けた構成について説明する。図５は圧電振動片に設けられる記号の説明図である。図５（Ａ）に示されるように、圧電振動片１２のある１つの角部に円形の記号（模様）６２が設けられている。この記号６２は、圧電振動片１２に電極パターンを形成するのと同時に、電極パターンを作る金属を用いて形成されればよい。
【００３０】
すなわち電極パターンは、電極パターンの形状に応じた孔部を有するマスクを圧電振動片１２（圧電素板）に被せた後、スパッタ等の成膜法を用いて金属を成膜することにより、マスクの孔部の所のみに金属膜を形成して製造される。したがって、記号６２の形状に応じた孔部を前述したマスクに設けておけば、電極パターンと記号６２を同時に形成することができる。
【００３１】
そして圧電振動片１２を上方から見下ろした場合、圧電振動片１２の一方の面１４が上側に向いていると、記号６２が常に一定の側にある、すなわち図５（Ａ）に示される場合では常に図面の右上の角部にあるので、これにより圧電振動片１２の表裏を識別することができる。なお記号６２の形状は四角形や三角形等であってもよく、記号６２を設ける位置は図５（Ａ）に示される位置に限定されない。この記号６２は、プラノコンベックス型の圧電振動片１２であっても、プラノメサ型の圧電振動片５０であっても適用することができる。
【００３２】
また図５（Ｂ）に示されるように、「１２３」の文字６４が圧電振動片１２に設けられている。この文字６４は、前述したように電極パターンを形成するのと同時に電極パターンの金属を用いて形成されてもよく、またマーキング装置等を用いて記載してもよい。なお記載される文字６４は任意の文字であればよく、例えばメーカー名や製品番号、製造ロット番号等であればよい。そして図５（Ｂ）に示される場合では、正しい文字６４の向きになっている側が圧電振動片１２の一方の面１４となっている。このため圧電振動片１２を上方から見下ろした場合、圧電振動片１２の一方の面１４が上側に向いていると、正しい文字６４の向きになっていて文字６４を読むことができるので、これにより圧電振動片１２の表裏を識別することができる。なお文字６４を設ける位置は図５（Ｂ）に示される位置に限定されない。また文字６４は、プラノコンベックス型の圧電振動片１２であっても、プラノメサ型の圧電振動片５０であっても適用することができる。
【００３３】
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、圧電振動片の一方の面と他方の面を識別するために、電極パターンをそれぞれ異なる金属材料で形成した構成について説明する。すなわち圧電振動片１２，５０の一方の面１４に設けられる電極パターンの金属材料と、他方の面１６に設けられる電極パターンの金属材料を異なるものにしても、圧電振動片１２，５０の表裏を識別することができる。一例としては、圧電振動片１２，５０の一方の面１４に設けられる電極パターンを金で形成し、他方の面１６に設けられる電極パターンを銀で形成すれば、電極パターン（金属材料）の色の違いにより圧電振動片１２の表裏を識別することができる。
このように第２〜５の実施形態に圧電振動片１２の表裏（一方の面１４と他方の面１６）を識別する方法を説明したが、第２〜５の実施形態で説明した構成を組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】プラノコンベックス型の圧電振動片を用いた圧電振動子の説明図である。
【図２】プラノメサ型の圧電振動片を用いた圧電振動子の断面図である。
【図３】圧電振動片に設けられる電極パターンの説明図である。
【図４】圧電振動片に設けられる切り欠き部の説明図である。
【図５】圧電振動片に設けられる記号の説明図である。
【図６】従来技術に係る圧電振動子の説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０………圧電振動子、１２………圧電振動片、１４………一方の面、１６………他方の面、３０………パッケージ、３８………底面、５０………圧電振動片、６０………切り欠き部、６２………記号、６４………文字。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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